复合钝化膜结构的光阻GPP芯片、制备方法及电子器件技术

本发明专利技术属于光阻GPP芯片技术领域，提供了一种复合钝化膜结构的光阻GPP芯片、制备方法及电子器件。其中，该芯片包括由内及外依次设置的半绝缘掺氧多晶硅膜、玻璃和低温氧化膜，所述低温氧化膜上设有氧化铝膜，所述半绝缘掺氧多晶硅膜上设有氮化硅膜。其在传统光阻GPP芯片钝化层设计的基础上，在玻璃表面增加Al2O3膜，在Sipos膜表面增加氮化硅膜，有这两层钝化层的保护，可完全避免可动离子移动到硅表面，加上Sipos膜对可动离子电场的中和作用，可确保产品高温反偏通过150℃/80％反压/1000小时的考核。小时的考核。小时的考核。

【技术实现步骤摘要】
复合钝化膜结构的光阻GPP芯片、制备方法及电子器件


[0001]本专利技术属于光阻GPP芯片
，尤其涉及一种复合钝化膜结构的光阻GPP芯片、制备方法及电子器件。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
[0003]GPP是Glassivation(玻璃化)passivation(钝化)parts(元件)or parts of an apparats(器件)词组的缩写，是玻璃钝化类器件的统称，它泛指引入或包含有结质膜保护工艺手段的所有有源器件。但是，由于玻璃钝化工艺措施对结界面裸露于体外的多种平面类二极管应用效果更为显著，并且已成为成功的典型应用，从而使GPP(Glassivation passivation parts)逐渐成为了“玻璃钝化二极管”的代名词了。
[0004]光阻GPP芯片的生产是二极管业内成熟的工艺。光阻法使用最先进的光敏玻璃粉的光刻技术(photo glass技术)，通过光刻技术，实现对钝化层覆盖区域的精确控制。传统的光阻GPP芯片具有三层钝化膜，由内及外分别为sipos(semi
‑
insulating polycrystalline
‑
silicon，半绝缘掺氧多晶硅)膜、玻璃和Lto(Low temperature oxide，低温氧化)膜(其主要成分是SiO2)。其中，第一层钝化膜是sipos膜，是一种半绝缘掺氧多晶硅膜，厚度约0.4μm～0.6μm；sipos膜对表面(正/负)离子均起到补偿或消除的作用，具有对可动离子的捕捉能力。第二层钝化膜为玻璃，厚度约30μm～50μm；此玻璃层具有负电荷效应，对正离子起到一定的中和作用，介电强度高，抗辐射强，较高的机械强度和硬度，对提高反向击穿电压起到关键作用，但是对可动离子阻挡能力较弱。第三层钝化膜是Lto膜，即一种化学气相沉积的SiO2层，厚度约0.2μm～0.6μm；氧化层在阻挡可动离子方面的能力较差，不过氧化层对下面的钝化层起到覆盖保护作用，由于与焊锡不浸润，所以可以对焊锡起到阻挡作用，防止焊锡溢流，防止焊锡对钝化层的挤压与沾污。
[0005]传统光阻GPP芯片相对于刀刮GPP、电泳GPP芯片，具有高温漏电低、常温漏电一致性高、高温寿命长、明显降低玻璃裂纹发生几率的优势；所以光阻GPP是目前商品级产品中质量最稳定，可靠性最高的，不过光阻GPP芯片最大的劣势是成本会相应较高。
[0006]当前高端电子产品的应用市场，如汽车电子，客户对光阻GPP类二极管的要求越来越高，专利技术人发现，传统光阻GPP芯片封装成塑封二极管，比如SMA封装形式的GPP二极管，由于SMA封装过程的沾污较严重(可动离子沾污)，产品在高温反偏实验中已经无法完全匹配这部分高端客户的需求。以SMA封装的M7产品为例，汽车电子客户要求产品通过高温反偏150℃/80％反压/1000小时的考核，传统光阻GPP芯片封装的塑封二极管产品，无法保证每个生产批次均满足此可靠性要求。

技术实现思路

[0007]为了解决上述
技术介绍
中存在的技术问题，本专利技术提供一种复合钝化膜结构的光
阻GPP芯片、制备方法及电子器件，其在传统光阻GPP芯片钝化层设计的基础上，在玻璃表面增加氧化铝膜，在半绝缘掺氧多晶硅膜表面增加氮化硅膜，有这两层钝化层的保护，可完全避免可动离子移动到硅表面，加上半绝缘掺氧多晶硅膜对可动离子电场的中和作用，可确保产品高温反偏通过150℃/80％反压/1000小时的考核。
[0008]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0009]本专利技术的第一个方面提供了一种复合钝化膜结构的光阻GPP芯片，包括由内及外依次设置的半绝缘掺氧多晶硅膜、玻璃和低温氧化膜，所述低温氧化膜上设有氧化铝膜，所述半绝缘掺氧多晶硅膜上设有氮化硅膜。
[0010]进一步地，所述氧化铝膜的厚度为0.05μm
‑
0.15μm。
[0011]上述技术方案的优点在于，厚度为0.05μm
‑
0.15μm范围的氧化铝膜，对金属碱性阻挡与抗迁移能力很强；而且具有很高的机械强度与硬度，防止表面划伤或碰伤，提高生产加工的稳定性；还具有一定的抗辐射能力，能够增加产品的可靠性能力。
[0012]进一步地，所述氮化硅膜的厚度为0.2μm
‑
0.4μm。
[0013]上述技术方案的优点在于，厚度为0.2μm
‑
0.4μm范围的氮化硅膜对碱金属离子(如Na
+
)阻挡与捕捉能力极强，可以显著提高对封装过程中可动离子的屏蔽作用。
[0014]本专利技术的第二个方面提供了一种复合钝化膜结构的光阻GPP芯片的制备方法，其包括：
[0015]在生长氧化层的扩散片上涂覆光刻胶；
[0016]在露出待蚀刻的区域上进行一次光刻沟槽，形成具有沟槽的硅片；
[0017]在具有沟槽的硅片上依次沉积半绝缘掺氧多晶硅膜和氮化硅膜；
[0018]在氮化硅膜上进行二次光刻涂覆玻璃光阻剂，烧结形成玻璃保护层；
[0019]在玻璃保护层上依次沉积低温氧化膜和氧化铝膜并形成晶片，对晶片的正面进行三次光刻露出焊接区域；
[0020]分别在晶片正面的焊接区域和晶片背面上镀金属；
[0021]将镀金属后的晶片背面进行划片处理，得到光阻GPP芯片。
[0022]进一步地，所述扩散片依次通过硼磷扩散、喷砂和清洗工艺获得。
[0023]进一步地，通过光刻工艺在生长氧化层的扩散片上涂覆负性光刻胶。
[0024]进一步地，使用混酸对待蚀刻的区域进行开沟腐蚀，形成具有沟槽的硅片。
[0025]进一步地，使用LPCVD沉积半绝缘掺氧多晶硅膜，使用磁控溅射沉积一层氧化铝膜。
[0026]进一步地，在晶片正面的焊接区域和晶片背面上镀的金属为镍与金。
[0027]本专利技术的第三个方面提供了一种电子器件，其包括如上述所述的复合钝化膜结构的光阻GPP芯片。
[0028]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0029]本专利技术在传统光阻GPP芯片包括由内及外依次设置的半绝缘掺氧多晶硅膜、玻璃和低温氧化膜这三层钝化层设计的基础上，在低温氧化膜表面增加氧化铝膜，在半绝缘掺氧多晶硅膜表面增加氮化硅膜，由于氧化铝膜和氮化硅膜这两层钝化层的保护，可完全避免可动离子移动到硅表面，加上半绝缘掺氧多晶硅膜对可动离子电场的中和作用，确保了产品高温反偏通过150℃/80％反压/1000小时的考核。
[0030]本专利技术附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0031]构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。
[0032]图1是本专利技术实施例的一次光刻完成沟槽腐蚀后的结构示本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合钝化膜结构的光阻GPP芯片，包括由内及外依次设置的半绝缘掺氧多晶硅膜、玻璃和低温氧化膜，其特征在于，所述低温氧化膜上设有氧化铝膜，所述半绝缘掺氧多晶硅膜上设有氮化硅膜。2.如权利要求1所述的复合钝化膜结构的光阻GPP芯片，其特征在于，所述氧化铝膜的厚度为0.05μm
‑
0.15μm。3.如权利要求1所述的复合钝化膜结构的光阻GPP芯片，其特征在于，所述氮化硅膜的厚度为0.2μm
‑
0.4μm。4.一种如权利要求1
‑
3中任一项所述的复合钝化膜结构的光阻GPP芯片的制备方法，其特征在于，包括：在生长氧化层的扩散片上涂覆光刻胶；在露出待蚀刻的区域上进行一次光刻沟槽，形成具有沟槽的硅片；在具有沟槽的硅片上依次沉积半绝缘掺氧多晶硅膜和氮化硅膜；在氮化硅膜上进行二次光刻涂覆玻璃光阻剂，烧结形成玻璃保护层；在玻璃保护层上依次沉积低温氧化膜和氧化铝膜并形成晶片，对晶片的正面进行三次光刻露出焊接区域；分...

【专利技术属性】
技术研发人员：张斌，马捷，于洋，
申请(专利权)人：济南市半导体元件实验所，
类型：发明
国别省市：